DE60036351T2 - Turbinenleitschaufelträger und Reparaturverfahren dafür - Google Patents

Turbinenleitschaufelträger und Reparaturverfahren dafür Download PDF

Info

Publication number
DE60036351T2
DE60036351T2 DE60036351T DE60036351T DE60036351T2 DE 60036351 T2 DE60036351 T2 DE 60036351T2 DE 60036351 T DE60036351 T DE 60036351T DE 60036351 T DE60036351 T DE 60036351T DE 60036351 T2 DE60036351 T2 DE 60036351T2
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
singlet
vane
repairable
segment
repair
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
DE60036351T
Other languages
English (en)
Other versions
DE60036351D1 (de
Inventor
James Walter Jr. Milford Caddell
James Michael Alexandria Caldwell
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
General Electric Co
Original Assignee
General Electric Co
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by General Electric Co filed Critical General Electric Co
Publication of DE60036351D1 publication Critical patent/DE60036351D1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE60036351T2 publication Critical patent/DE60036351T2/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23PMETAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; COMBINED OPERATIONS; UNIVERSAL MACHINE TOOLS
    • B23P6/00Restoring or reconditioning objects
    • B23P6/002Repairing turbine components, e.g. moving or stationary blades, rotors
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04DNON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D29/00Details, component parts, or accessories
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01DNON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D5/00Blades; Blade-carrying members; Heating, heat-insulating, cooling or antivibration means on the blades or the members
    • F01D5/005Repairing methods or devices
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05DINDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2240/00Components
    • F05D2240/10Stators
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T50/00Aeronautics or air transport
    • Y02T50/60Efficient propulsion technologies, e.g. for aircraft
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T29/00Metal working
    • Y10T29/49Method of mechanical manufacture
    • Y10T29/49316Impeller making
    • Y10T29/49318Repairing or disassembling
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T29/00Metal working
    • Y10T29/49Method of mechanical manufacture
    • Y10T29/49718Repairing
    • Y10T29/49721Repairing with disassembling
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T29/00Metal working
    • Y10T29/49Method of mechanical manufacture
    • Y10T29/49718Repairing
    • Y10T29/49721Repairing with disassembling
    • Y10T29/4973Replacing of defective part

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Turbine Rotor Nozzle Sealing (AREA)

Description

  • Die Erfindung bezieht sich allgemein auf das Instandsetzen von Gasturbinentriebwerken und insbesondere auf das Instandsetzen von Turbinenleitapparatsegmenten, die in solchen Triebwerken verwendet werden.
  • Ein Gasturbinentriebwerk enthält einen Verdichter, der unter Druck gesetzte Luft zu einer Brennkammer liefert, worin die Luft mit einem Treibstoff gemischt und gezündet wird, um heiße Verbrennungsgase zu erzeugen. Diese Gase strömen stromab zu einer oder mehreren Turbinen, die ihnen Energie entziehen, um den Verdichter anzutreiben und um Nutzarbeit, wie z.B. Antrieb eines Flugzeugs im Flug, zu verrichten. Flugzeugtriebwerke enthalten typischerweise einen stationären Turbinenleitapparat, der an dem Auslass der Brennkammer angeordnet ist. Der Leitapparat enthält mehrere in Umfangsrichtung im Abstand zueinander angeordnete Leitschaufeln, die die Verbrennungsgase in einen stromab von dem Leitapparat angeordneten Turbinenrotor leiten. Turbinenleitapparate sind typischerweise längs ihres Umfangs in Segmente aufgeteilt, wobei jedes Leitapparatsegment eine oder mehrere Leitapparatschaufeln aufweist, die zwischen einem Innen- und einem Außenband angeordnet sind, die die radialen Strömungspfadgrenzen der durch den Leitapparat strömenden heißen Verbrennungsgase definieren.
  • Leitapparatsegmente sind im Betrieb korrosiven Gasströmen hoher Temperatur ausgesetzt, die die efektive Nutzungsdauer dieser Teile begrenzen. Dementsprechend sind Leitapparatsegmente typischerweise aus hochtemperaturbeständigen kobalt- oder nickelbasierten Superlegierungen hergestellt und oft mit korrosions- oder hitzebeständigen Materialien beschichtet. Darüber hinaus werden Leitapparatsegmente zur Verlängerung ihrer Lebensdauer in gewohnter Weise intern mit Kühlluft gekühlt, die dem Verdichter entzogen wird. Trotz solcher Anstrengungen können Teile der Leitapparatsegmente, insbesondere die Leitschaufeln, Rissbildungen, Korrosion und anderen Schäden ausgesetzt sein, so dass die Leitapparatsegmente entweder repariert oder ersetzt werden müssen, um einen sicheren, effizienten Triebwerksbetrieb zu gewährleisten. Da Leitapparatsegmente einen komplexen Aufbau aufweisen, aus relativ teuren Materialien hergestellt sind und in der Herstellung teuer sind, ist es im Allgemeinen wünschenswerter, sie, wenn möglich, zu reparieren.
  • Existierende Reparaturverfahren enthalten Methoden, wie Rissreparatur und maßgenaues Instandsetzen von Schaufelblattoberflächen. Solche existierenden Reparaturmaßnahmen sind jedoch durch örtliche Verformungen und Wanddicken unter einer Mindestwanddicke begrenzt, die als Ergebnis wiederholter Instandsetzungs- und chemischer Abtragungsprozesse über- bzw. unterschritten werden. Auf diese Weise können Leitapparatsegmente bis zu einem Grad beschädigt werden, bei dem sie durch bekannte Instandsetzungsverfahren nicht mehr repariert werden können. Bei Turbinenleitapparatsegmenten, die zwei oder mehrere Leitschaufeln aufweisen, kommt es vor, dass eine der Leitschaufeln instandsetzbar ist, während die andere Leitschaufel nicht instandsetzbar ist. Um zu verhindern, dass in solch einer Situation das gesamte Leitschaufelsegment weggeworfen wird, wird nach Methoden zur Wiederverwendung des instandsetzbaren Abschnitts des Leitapparatsegments gesucht.
  • Eine solche Methode ist in der U.S.-Patentschrift Nr. 4,176,433 , erteilt am 4. Dezember 1979 für Jack W. Lee u.a., beschrieben. Diese Patentschrift offenbart ein Verfahren zur Instandsetzung von Leitapparatsegmenten (dort als Turbinenleitschaufelgruppen bezeichnet), in welchem die instandsetzbare Leitschaufel aus einem beschädigten Segment von dem nicht instandsetzbaren Abschnitt des Segments getrennt wird. Die wiederverwendbare Leitschaufel wird dann mit einer ergänzenden instandsetzbaren Leitschaufel zusammengefügt, die in ähnlicher Weise aus einem weiteren beschädigten Segment wiedergewonnen wurde. Während diese Methode instandsetzbare Leitschaufeln wiederverwertet, die ansonsten weggeworfen werden würden, wird die Lebensdauer des instandgesetzten Leitapparatsegments nicht sehr lange verlängert, da es gebrauchte Leitschaufeln enthält, die hinsichtlich der Anzahl zukünftiger Instandsetzungsmaßnahmen begrenzt sind. Darüber hinaus ist diese Methode nur so lange praktikabel, solange es einander ergänzende zugehörige wiedergewonnene Leitschaufeln gibt, die zusammengefügt werden können.
  • US-A-5 269 057 beschreibt eine Methode zum Ersetzen einer beschädigten Leitschaufel, die einen komplizierten Schnitt zwischen einer Leitschaufelvorder- und einer Leitschaufelhinterkante erfordert, um eine Leitschaufel zwischen dem Innen- und dem Außenband zu entfernen.
  • Entsprechend besteht ein Bedarf nach einem Verfahren zur Instandsetzung von Turbinenleitapparatsegmenten, bei dem instandsetzbare Leitschaufeln auf solche Art wiedergewonnen werden, dass die Nutzungsdauer des Leitapparatsegmentes deutlich erhöht wird.
  • Der vorerwähnte Bedarf wird durch die vorliegende Erfindung erfüllt, die ein Verfahren zur Instandsetzung eines Turbinenleitapparatsegmentes bereitstellt, das eine instandsetzbare Leitschaufel und eine nicht instandsetzbare Leitschaufel aufweist, die zwischen einem ersten Außenband und einem ersten Innenband angeordnet sind. Das Verfahren enthält die Schritte des Erzeugens bzw. Bereitstellens eines neu hergestellten Singlets, einschließlich einer Leitschaufel, die zwischen einem zweiten Außenband, das eine erste Verbindungsfläche aufweist, und einem zweiten Innenband, das eine zweite Verbindungsfläche aufweist, angeordnet ist; und das Aufschneiden des ersten Außenbands und des ersten Innenbands des Leitapparatsegments zwischen den beiden Leitschaufeln in zwei Teile in einer derartigen Weise, dass das Leitapparatsegment in ein erstes Singlet, das eine instandsetzbare Leitschaufel enthält, und ein zweites Singlet, das eine nicht instandsetzbare Leitschaufel enthält, getrennt wird, wobei das erste Singlet eine dritte Verbindungsfläche auf dem ersten Außenband und eine vierte Verbindungsfläche auf dem ersten Innenband aufweist; gekennzeichnet durch ein Instandsetzen eines Schadens in dem ersten Singlet und ein Verbinden des ersten Singlets mit dem neu hergestellten Singlet durch Verkleben bzw. Verbinden der ersten mit der dritten Verbindungsfläche und der zweiten mit der vierten Verbindungsfläche.
  • Die Erfindung wird nun detaillierter anhand von Beispielen und unter Bezug auf die Zeichnungen beschrieben, in denen zeigen:
  • 1 eine perspektivische Ansicht eines Turbinenleitapparatsegments, das instandgesetzt werden muss;
  • 2 eine perspektivische Ansicht eines Turbinenleitapparatsegments aus 1 nachdem die beiden Leitschaufeln voneinander getrennt worden sind;
  • 3 eine perspektivische Ansicht eines neuen Leitapparatsinglets, das in dem Instandsetzverfahren gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet wird;
  • 4 eine perspektivische Ansicht des Turbinenleitapparatsegments nach 1, nachdem es mit dem Verfahren der vorliegenden Erfindung instandgesetzt worden ist;
  • 5 ein Diagramm, das einen Instandsetzungsplan gemäß der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.
  • Bezug nehmend auf die Zeichnungen, in denen identische Bezugszeichen die gleichen Elemente in den verschiedenen Ansichten bezeichnen, zeigt 1 ein Turbinenleitapparatsegment 10, das eine erste und eine zweite Leitapparatschaufel bzw. Leitschaufel 12 und 14 aufweist. Die Leitschaufeln 12 und 14 sind zwischen einem bogenförmigen Außenband 16 und einem bogenförmigen Innenband 18 angeordnet. Die Leitschaufeln 12 und 14 definieren Schaufelblätter, die so konstruiert sind, dass sie Verbrennungsgase optimal zu einem stromab von ihnen befindlichen (hier nicht gezeigten) Turbinenrotor leiten. Das Außen- und das Innenband 16 bzw. 18 definieren die äußere bzw. innere radiale Begrenzung der Gasströmung durch das Leitapparatsegment 10. Die Leitschaufeln 12 und 14 weisen vorzugsweise mehrere herkömmliche Kühlöffnungen 20 und in ihnen ausgebildete Hinterkantenschlitze 22 auf. Das Leitapparatsegment 10 ist vorzugsweise aus einer hochqualitativen Superlegierung, wie z.B. einer kobalt- oder nickelbasierten Superlegierung, aufgebaut und kann mit einem korrosionsbeständigen Material und/oder einer hitzebeständigen Beschichtung überzogen sein. Ein Gasturbinentriebwerk enthält mehrere solche Segmente 10, die in einem ringförmigen Aufbau längs des Umfangs angeordnet sind. Während die Instandsetzungsverfahren gemäß der vorliegenden Erfindung hierin unter Bezug auf ein Leitapparatsegment mit zwei Leitschaufeln beschrieben sind, sollte erkannt werden, das die vorliegende Erfindung gleichwohl auf Leitapparatsegmente mit mehr als zwei Leitschaufeln anwendbar ist.
  • Während eines Triebwerkbetriebs kann das Leitapparatsegment 10 einen Schaden erleiden, wie er von einer überhöhten Temperatur einer örtlich begrenzten Gasströmung oder von darauf aufprallenden Fremdkörpern herrühren kann. Wie oben erwähnt, kann ein Abschnitt des Leitapparatsegments 10 so weit beschädigt werden, dass er nicht durch bekannte Reparaturverfahren instandgesetzt werden kann. Die vorliegende Erfindung zielt auf ein Verfahren zum Instandsetzen eines Turbinenleitapparatsegments (10) ab, bei dem eine der Leitschaufeln 12 oder 14 nicht instand setzbar ist, während die andere instandgesetzt werden kann. Zu Beispielszwecken ist in 1 die erste Leitschaufel 12 als eine mit relativ geringem Schaden dargestellt und bildet somit die instandsetzbare Leitschaufel. Die zweite Leitschaufel 14 ist in 1 veranschaulicht, wie sie eine starke Beschädigung aufweist, so dass sie nicht instandsetzbar ist. Es sollte jedoch verständlich sein, dass die vorliegende Erfindung gleichermaßen auf ein Leitapparatsegment anwendbar ist, bei dem die erste Leitschaufel 12 eine nicht instandsetzbare Leitschaufel ist und die zweite Leitschaufel 14 instandsetzbar ist.
  • Die vorliegende Erfindung enthält ein Verfahren zum Instandsetzen eines Turbinenleitapparatsegments 10, bei dem die nicht instandsetzbare Leitschaufel 14 und eine benachbarte Struktur durch ein neu hergestelltes Gussteil ersetzt werden. Das Verfahren enthält die grundsätzlichen Schritte der Trennung der instandsetzbaren Leitschaufel 12 von der nicht instandsetzbaren Leitschaufel 14 durch Schneiden entlang des Außen- und des Innenbandes 16 und 18. Auf diese Weise wird das Segment 10 in einen ersten und einen zweiten Abschnitt oder „Singlet" 24 und 26 (vgl. 2) aufgeteilt. Der Begriff „Singlet", wie er hier benutzt wird, bezieht sich auf die Anordnung einer einzelnen Leitschaufel zwischen einem zusammenhängenden Abschnitt des Außenbands 16 und einem zusammenhängenden Abschnitt des Innenbands 18. Das erste Singlet 24 enthält die instandsetzbare Leitschaufel 12 und ist somit wieder verwendbar, während das zweite Singlet 26 die nicht instand setzbare Leitschaufel 14 enthält und somit nicht wieder verwendbar ist. Das wiederverwendbare Singlet 24 wird nachfolgend mit einem neu hergestellten Singlet 28 verbunden, das den gleichen Aufbau wie das nicht wiederverwendbare Singlet 26 aufweist, um so ein instandgesetztes Leitapparatsegment zu bilden. Wie in 3 veranschaulicht, enthält das neue Singlet 28 eine Leitschaufel 30, die zwischen einem Außen- und einem Innenbandabschnitt 32 und 34 angeordnet ist. Die (wie in 3 sichtbar) linken Kanten des Außen- und des Innenbandabschnitts 32 und 34 definieren Verbindungsflächen 36 bzw. 38.
  • Genauer gesagt, enthält das Instandsetzungsverfahren gemäß der vorliegenden Erfindung einen anfänglichen Schritt der Untersuchung gebrauchter Leitapparatsegmente, um solche Segmente 10 zu identifizieren, die eine instandsetzbare Leitschaufel und eine weitere nicht instandsetzbare Leitschaufel aufweisen. Wenn einmal ein passendes Segment 10 identifiziert worden ist, sollte es von jeglichem Beschichtungsmaterial (wie z.B. korrosions- oder hitzebeständigen Beschichtungen), das vorhanden sein kann, freigelegt werden. Das Beschichtungsmaterial kann unter Verwendung einer geeigneten Methode, wie z.B. Sandstrahlen, chemischer Bäder und ähnlicher, oder einer Kombination derartiger Methoden abgelöst werden. Zusätzlich können Restspannungen in dem Segment 10 abgebaut werden. Ohne Spannungsabbau könnten nachfolgende maschinelle Bearbeitungs- und Instandsetzungsprozesse Verformungen und eine daraus resultierende Fehlabweichung zwischen den Bändern 16 und 18 des wiederverwendbaren Singlets 24 sowie zwischen den zugehörigen Außen- und Innenabschnitten 32 und 34 des neuen Singlets 28 hervorrufen. Ein Spannungsabbau kann auf irgendeine bekannte Weise erzielt werden, wie bspw. indem das Leitapparatsegment 10 für eine ausreichende Zeitdauer einer relativ hohen Temperatur und einen kontrollierten Druck ausgesetzt wird.
  • Der nächste Schritt besteht darin, die instandsetzbare Leitschaufel 12 von der nicht instandsetzbaren Leitschaufel 14 zu trennen. Die Leitschaufeltrennung könnte vor dem Ablösen des Beschichtungsmaterials und dem Abbau von Restspannungen vorgenommen werden. Es wird jedoch bevorzugt, dass der Spannungsabbauschritt vor der Trennung durchgeführt wird. Dies ist der Fall, da beim Spannungsabbau mit dem Segment 10 als Ganzes die Bänder 16 und 18 mit nahezu maßgenauen Abmessungen beibehalten werden, ohne eine zusätzliche Aufspannung zu erfordern. Eine Aufrechterhaltung der Bandabmessungen erleichtert ein nachfolgendes Verbinden des neuen Singlets 28 mit dem wiederverwendbaren Singlet 24.
  • Die Auftrennung wird durch Aufschneiden des Außen- und des Innenbandes 16 und 18 in zwei Teile entlang im Wesentlichen axialer Schnitte erzielt, die zwischen den beiden Leitschaufeln 12 und 14 angeordnet sind. Das Schneiden kann mittels einer herkömmlichen Einrichtung, wie z.B. einem Trennschleifenrad oder durch eine elektroerosive Bearbeitung, durchgeführt werden. Nach dem Schneiden behält das wiederverwendbare Singlet 24 die Abschnitte des Außen- und des Innenbandes 16 und 18, die mit der instandsetzbaren Leitschaufel 12 zusammenhängen. Wie in 2 gezeigt, definieren die Schnittflächen des Außen- und des Innenbandabschnitts 16 und 18 Verbindungsflächen 40 bzw. 42, die mit entsprechenden Verbindungsflächen 36 und 38 an dem neuen Singlet 28 verbunden werden. Vorzugsweise werden die (in 1 mit gestrichelter Linie dargestellten) Bandschnitte näher an der nicht instandsetzbaren Leitschaufel 14 als an der instandsetzbaren Leitschaufel 12 hergestellt, um überschüssiges Bandmaterial auf dem wiederverwendbaren Singlet 24 zu belassen. Dies ermöglicht eine maschinelle Bearbeitung der Bandabschnitte 16 und 18.
  • Nach der Trennung wird das nicht wiederverwendbare Singlet 26, das die nicht instandsetzbare Leitschaufel 14 enthält, weggeworfen, während der Außen- und der Innenbandabschnitt 16 und 18 auf dem wiederverwendbaren Singlet 24 maschinell bearbeitet werden, so dass die Verbindungsflächen 40 und 42 hinsichtlich ihrer Abmessungen mit den Verbindungsflächen 36 und 38 des neuen Singlets 28 zusammenpassen. Eine maschinelle Bearbeitung der Verbindungsflächen 40 und 42 stellt auch sicher, dass die Bandabschnitte 16 und 18 richtig bemessen sind, so dass, 18 richtig bemessen sind, so dass, wenn das wiederverwendbare Singlet 24 und das neue Singlet 28 miteinander verbunden werden, der Abstand zwischen der ersten Leitschaufel 12 und der Leitschaufel 30 des neuen Singlets 28 die Anforderungen an einen Gasströmungsbereich des Leitapparatsegments 10 erfüllt.
  • Der nächste Schritt vor dem Verbinden der zwei Singlets 24 und 28 besteht darin, eine erste Instandsetzung der instandsetzbaren Leitschaufel 12 durchzuführen, indem bekannte Instandsetzungsmaßnahmen, wie Legierungslötung, Schweißung und ähnliches, verwendet werden. Der Sinn des ersten Instandsetzungsschrittes besteht darin, relativ geringe Schäden, wie kleine Risse, in der instandsetzbaren Leitschaufel 12 zu beheben.
  • Das neue Singlet 28 wird vorzugsweise durch einen Gieß- und maschinellen Bearbeitungsprozess hergestellt, das dem zur Herstellung konventioneller Leitapparatsegmente verwendeten Prozess ähnlich ist, natürlich mit der Ausnahme, dass das neue Singlet 28 die einzelne Leitschaufel 30 enthält. Bevor es mit dem wiederverwendbaren Singlet 24 verbunden wird, wird das neue Singlet 28 maschinell vorbearbeitet, um überschüssiges Rohmaterial zu entfernen. Darüber hinaus wird das neue Singlet 28 maschinell in eine Prozesszwischenform vorbearbeitet, die geringfügig größer als die Entwurfsform des nicht wiederverwendbaren Singlets 26 ist. Diese Prozessform zwischen den Bearbeitungsvorgängen nach dem Verbinden und der Endbearbeitung eine glatte Verbindungsstelle zwischen den beiden Singlets sicher.
  • Wenn einmal die Singlets 24 und 28 vorbereitet worden sind, werden sie, wie in 4 dargestellt, miteinander verbunden, um das Leitapparatsegment 10 wiederherzustellen. Die beiden Singlets 24 und 28 werden durch Anbindung der Verbindungsflächen 40 und 42 des wiederverwendbaren Singlets 24 an die entsprechenden Verbindungsflächen 36 und 38 des neuen Singlets 28 miteinander verbunden. Das Verbinden kann auf konventionelle Art durch ein geeignetes Verfahren, einschließlich Hartlöten, Schweißen oder Diffusionsschweißen, durchgeführt werden.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform wird das neue Singlet 28 aus dem gleichen Material wie das wiederverwendbare Singlet 24 hergestellt, um ein wiederverwendbares Leitapparatsegment 10 herzustellen, das seine ursprüngliche Materialeigenschaften behält. In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform wird das neue Singlet 28 jedoch aus einem anderen Material, vorzugsweise einer Legierung, die verbesserte Materialeigenschaften aufweist, hergestellt. Es ist oft der Fall, dass während der Nutzungsdauer einer Gasturbinentriebwerkskomponente, wie z.B. eines Leitapparatsegmentes, zur Verwendung mit solchen Komponenten geeignete verbesserte Legierungen entwickelt werden. Herkömmlich müßten Triebwerksbetreiber die bestehenden Komponenten durch neue, aus den verbesserten Legierungen hergestellte Komponenten ersetzen, um verbesserte Materialeigenschaften zu erzielen. Durch die Herstellung des neuen Singlets 28 aus einer verbesserten Legierung, wird jedoch das instandgesetzte Leitapparatsegment 10 teilweise die verbesserten Materialeigenschaften erhalten. Zusätzlich kann bei einer nachfolgenden Instandsetzung des Leitapparatsegments 10 unter Verwendung des Verfahrens gemäß der vorliegenden Erfindung die instandsetzbare Leitschaufel 12 nicht instandsetz bar werden. In diesem Falle würde ein Austausch des nicht wiederverwendbaren Teils des Segments 10 durch ein anderes neues Singlet, das aus einer verbesserten Legierung hergestellt ist, dazu führen, dass das gesamte Segment 10 die verbesserten Materialeigenschaften aufweisen würde, ohne die Kosten für den Kauf eines gesamten Ersatzteils zu verursachen.
  • Nachdem die beiden Singlets 24 und 28 miteinander verbunden worden sind, liegt ein wiederhergestelltes Leitapparatsegment 10 vor, das einen vorher benutzten Abschnitt (der zu dem wiederverwendeten Singlet 24 gehört) und einen neu hergestellten Abschnitt (der zu dem neuen Singlet 28 gehört) aufweist. Der nächste Schritt besteht darin, die Instandsetzung der instandsetzbaren Leitschaufel 12 und der benachbarten Struktur zu beenden. Während der oben beschriebene anfängliche Schritt einen relativ kleinen Schaden repariert hat, müssen nun stärkere Schäden, wie größere Risse und abgenutzte Oberflächen, repariert werden. Eine solche zusätzliche Reparatur kann unter Verwendung einer herkömmlichen Legierungsauftragsmethode bewerkstelligt werden. Im Allgemeinen umfasst dies einen Überzug des Leitapparatsegments 10 mit einem geeigneten Legierungspulver oder einer geeigneten Legierungspaste und ein anschließendes Erhitzen des Segments 10 zur Diffusionsanbindung der hinzugefügten Legierung an das Segment. Danach wird das gesamte Segment 10, einschließlich des neu hergestellten Abschnitts, zur Erzielung seiner Konstruktionsform maschinell bearbeitet. Die Durchführung des Legierungsauftragsprozesses und der Endbearbeitung, nachdem die beiden Singlets 24 und 28 miteinander verbunden worden sind, stellt sicher, dass an der Verbindungsstelle der beiden Singlets keine Stufen oder Unregelmäßigkeiten vorhanden sind. Schließlich werden alle korrosions- oder hitzebeständigen Beschichtungen, die ursprünglich verwendet wurden, in bekannter Weise wieder aufgetragen.
  • Wie oben beschrieben, basiert das Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung auf der Untersuchung der gebrauchten Leitapparatsegmente, um Segmente zu identifizieren, die eine instandsetzbare Leitschaufel und eine nicht instandsetzbare Leitschaufel aufweisen. Bei dieser Herangehensweise würden lediglich diejenigen Segmente dem Instandsetzungsverfahren gemäß der vorliegenden Erfindung unterzogen werden, bei denen eine instandsetzbare Leitschaufel und eine nicht instandsetzbare Leitschaufel festgestellt wurde. Alternativ könnte das Instandsetzungsverfahren gemäß der vorliegenden Erfindung auf planmäßiger Basis durchgeführt werden. 5 zeigt z.B. einen Ablaufplan für ein Leitapparatsegment mit zwei Leitschaufeln, gemäß dem die Leitschaufeln regelmäßig unter Verwendung des oben beschriebenen Verfahrens durch neu hergestellte Singlets ersetzt werden. während ein möglicher Ablaufplan beschrieben ist, sollte beachtet werden, dass andere Schemata ebenfalls verwendet werden können.
  • In 5 ist das Leitapparatsegment 10 schematisch zu verschiedenen Zeitpunkten im Laufe seiner Lebensdauer veranschaulicht. Zu jedem Zeitpunkt stellt die linke Hälfte des Blocks ein einzelnes Singlet dar, während die rechte Hälfte des Blocks das andere Singlet darstellt. Die äußerst linke Darstellung in der Figur veranschaulicht das Segment, wenn es ein neues Teil ist. Somit ist jedes Singlet neu, wie durch die Ns gekennzeichnet. Die nächste Darstellung zeigt das Segment zum Zeitpunkt seiner ersten Instandsetzung. Unter der Annahme, dass keine der Leitschaufeln unge wöhnlich stark beschädigt wurde, wird hier jedes Singlet gewöhnlichen Instandsetzungsmaßnahmen unterzogen. Somit wurde jedes Singlet einmal instandgesetzt, wie dies durch die R1 gekennzeichnet ist. Die nächste Darstellung zeigt das Segment zum Zeitpunkt seiner zweiten Instandsetzung. Zu diesem Zeitpunkt wird das Singlet, das in einem schlechteren Zustand ist, von dem anderen Singlet getrennt und durch ein neu hergestelltes Singlet unter Verwendung der oben beschriebenen Schritte, die eine standardgemäße Instandsetzung des anderen Singlets enthalten, ersetzt. Somit ist ein Singlet neu (wie durch das N gekennzeichnet), während das andere Singlet zweimal instandgesetzt worden ist (wie durch R2 gekennzeichnet). Die nächste Darstellung zeigt das Segment zum Zeitpunkt seiner dritten Instandsetzung. Zu diesem Zeitpunkt wird das Singlet, das bei der zweiten Instandsetzung nicht ersetzt wurde, durch ein neu hergestelltes Singlet ersetzt, während das andere Singlet einer standardgemäßen Instandsetzungsmaßnahme unterzogen wird. Somit ist ein Singlet neu (wie durch das N gekennzeichnet), während das andere Singlet einmal instandgesetzt worden ist (wie durch das R1 gekennzeichnet). Die letzte Darstellung zeigt das Segment zum Zeitpunkt seiner vierten Instandsetzung. Hier wird das Singlet, das bei der dritten Instandsetzung nicht ersetzt wurde, durch ein neu hergestelltes Singlet ersetzt, während das andere Singlet einer standardgemäßen Instandsetzungsmaßnahme unterzogen wird. Somit ist ein Singlet neu (wie durch das N gekennzeichnet), während das andere Singlet einmal instandgesetzt worden ist (wie durch das R1 gekennzeichnet). Von nun an, würde die Ablauffolge fortgesetzt werden, so dass das neue Ersatzsinglet von einer zu der anderen Seite alternierend wechseln würde.

Claims (5)

  1. Verfahren zum Instandsetzen eines Turbinenleitapparatsegments (10), das eine instandsetzbare Leitschaufel (12) und eine nicht instandsetzbare Leitschaufel (14) aufweist, die zwischen einem ersten Außenband (16) und einem ersten Innenband (18) angeordnet sind, wobei das Verfahren die Schritte aufweist: Bereitstellen eines fabrikneuen Singlets (28), das eine Leitschaufel (30) aufweist, die zwischen einem zweiten Außenband (32) mit einer ersten Verbindungsfläche (36) und einem zweiten Innenband (34) mit einer zweiten Verbindungsfläche (38) angeordnet ist; und Schneiden des ersten Außenbands (16) und des ersten Innenbands (18) des Leitapparatsegments (10) zwischen den beiden Leitschaufeln (12, 14) in zwei Teile, um das Leitapparatsegment (10) in ein erstes Singlet (24), das die instandsetzbare Leitschaufel (12) enthält, und ein zweites Singlet (24) zu trennen, das die nicht instandsetzbare Leitschaufel (14) enthält, wobei das erste Singlet (24) eine dritte Verbindungsfläche (40) auf dem ersten Außenband (16) und eine vierte Verbindungsfläche (42) auf dem ersten Innenband (18) umfasst; dadurch gekennzeichnet, dass in dem ersten Singlet (24) ein Schaden repariert wird; und dass das erste Singlet (24) mit dem fabrikneuen Singlet (28) zusammengefügt wird, indem die erste und drit te Verbindungsfläche (36, 40) miteinander verbunden werden, und die zweite und vierte Verbindungsfläche (38, 42) miteinander verbunden werden.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das fabrikneue Singlet (28) während der Verarbeitung eine Gestalt aufweist, die größer als das zweite Singlet (24) ist.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, ferner mit dem Schritt, anschließend an die Verbindung des ersten Singlets (24) mit dem fabrikneuen Singlet (28) eine Legierung aufzutragen, die auf dem Leitapparatsegment (10) abgeschieden wird.
  4. Verfahren nach einem der vorausgehenden Ansprüche, wobei das erste Singlet (24) und das fabrikneue Singlet (28) aus demselben Material hergestellt sind.
  5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei das fabrikneue Singlet (28) aus einem Material hergestellt ist, das verbesserte Materialeigenschaften gegenüber dem Material aufweist, aus dem das erste Singlet (24) hergestellt ist.
DE60036351T 1999-11-12 2000-11-08 Turbinenleitschaufelträger und Reparaturverfahren dafür Expired - Lifetime DE60036351T2 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US438969 1999-11-12
US09/438,969 US6785961B1 (en) 1999-11-12 1999-11-12 Turbine nozzle segment and method of repairing same

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE60036351D1 DE60036351D1 (de) 2007-10-25
DE60036351T2 true DE60036351T2 (de) 2008-05-08

Family

ID=23742766

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE60036351T Expired - Lifetime DE60036351T2 (de) 1999-11-12 2000-11-08 Turbinenleitschaufelträger und Reparaturverfahren dafür

Country Status (11)

Country Link
US (2) US6785961B1 (de)
EP (1) EP1099508B1 (de)
JP (1) JP4659968B2 (de)
KR (1) KR100495573B1 (de)
CN (1) CN100371126C (de)
BR (1) BR0005334B1 (de)
DE (1) DE60036351T2 (de)
MX (1) MXPA00011074A (de)
PL (1) PL194259B1 (de)
SG (1) SG90191A1 (de)
TR (1) TR200003284A2 (de)

Families Citing this family (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6785961B1 (en) * 1999-11-12 2004-09-07 General Electric Corporation Turbine nozzle segment and method of repairing same
US6994520B2 (en) 2004-05-26 2006-02-07 General Electric Company Internal core profile for a turbine nozzle airfoil
US7220100B2 (en) * 2005-04-14 2007-05-22 General Electric Company Crescentic ramp turbine stage
US20080038106A1 (en) * 2005-10-05 2008-02-14 Oshkosh Truck Corporation Mobile lift device
DE102006016703A1 (de) * 2006-04-08 2007-10-11 Mtu Aero Engines Gmbh Verfahren zur Reparatur eines Leitschaufelsegments
US20070274854A1 (en) * 2006-05-23 2007-11-29 General Electric Company Method of making metallic composite foam components
US20070295785A1 (en) * 2006-05-31 2007-12-27 General Electric Company Microwave brazing using mim preforms
US7845549B2 (en) * 2006-05-31 2010-12-07 General Electric Company MIM braze preforms
DE102006034055A1 (de) * 2006-07-20 2008-01-24 Mtu Aero Engines Gmbh Verfahren zur Reparatur eines Leitschaufelsegments für ein Strahltriebwerk
US7837437B2 (en) * 2007-03-07 2010-11-23 General Electric Company Turbine nozzle segment and repair method
US8220150B2 (en) * 2007-05-22 2012-07-17 United Technologies Corporation Split vane cluster repair method
US7798773B2 (en) * 2007-08-06 2010-09-21 United Technologies Corporation Airfoil replacement repair
US20090113706A1 (en) * 2007-11-06 2009-05-07 General Electric Company Craze crack repair of combustor liners
US20090274562A1 (en) * 2008-05-02 2009-11-05 United Technologies Corporation Coated turbine-stage nozzle segments
US20100122973A1 (en) * 2008-11-20 2010-05-20 General Electric Company Welding process
US8245399B2 (en) * 2009-01-20 2012-08-21 United Technologies Corporation Replacement of part of engine case with dissimilar material
US8763403B2 (en) 2010-11-19 2014-07-01 United Technologies Corporation Method for use with annular gas turbine engine component
PL220908B1 (pl) 2012-08-09 2016-01-29 Gen Electric Sposób instalowania co najmniej jednego odpowiedniego czopa na każdej z jednej lub więcej łopatek turbiny, sposób montażu wielu łopatek turbiny i jednej lub więcej pokryw dla łopatek turbiny oraz sposób regeneracji zespołu wirnikowego układu turbiny
US10260349B2 (en) * 2016-10-12 2019-04-16 General Electric Company Tubine blade and related method of forming
CN106514149B (zh) * 2016-11-29 2018-08-10 沈阳黎明航空发动机(集团)有限责任公司 一种整体式导向器的加工方法
US11043146B2 (en) * 2018-08-20 2021-06-22 Raytheon Technologies Corporation Fan blade refurbishment training device
CN113513369B (zh) * 2021-07-26 2023-01-24 中国船舶重工集团公司第七0三研究所 一种用于船用燃气轮机涡轮叶片喉道面积调整方法

Family Cites Families (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4096614A (en) * 1975-09-02 1978-06-27 General Electric Company Method and apparatus for removing stator vanes
US4141124A (en) * 1977-08-29 1979-02-27 United Technologies Corporation Method and apparatus for removing one or more vanes from a gas turbine compressor stator
US4194869A (en) 1978-06-29 1980-03-25 United Technologies Corporation Stator vane cluster
US4176433A (en) 1978-06-29 1979-12-04 United Technologies Corporation Method of remanufacturing turbine vane clusters for gas turbine engines
US4305697A (en) * 1980-03-19 1981-12-15 General Electric Company Method and replacement member for repairing a gas turbine engine vane assembly
US4326833A (en) * 1980-03-19 1982-04-27 General Electric Company Method and replacement member for repairing a gas turbine engine blade member
US4400915A (en) * 1980-06-02 1983-08-30 United Technologies Corporation Fixture for restoring a face on the shroud of a rotor blade
US4741128A (en) * 1986-08-14 1988-05-03 Amoco Corporation Cutter assembly
US5060842A (en) 1990-04-09 1991-10-29 Westinghouse Electric Corp. Method for refurbishing nozzle block vanes of a steam turbine
US5272809A (en) * 1990-09-04 1993-12-28 United Technologies Corporation Technique for direct bonding cast and wrought materials
US5197190A (en) * 1991-03-04 1993-03-30 United Technologies Corporation Fabrication of repair method for an integrally bladed rotor
US5269057A (en) 1991-12-24 1993-12-14 Freedom Forge Corporation Method of making replacement airfoil components
US5248240A (en) * 1993-02-08 1993-09-28 General Electric Company Turbine stator vane assembly
US5560841A (en) 1994-10-11 1996-10-01 United Technologies Corporation Stator vane extraction
US5697151A (en) * 1995-08-07 1997-12-16 General Electric Company Method for repairing partitions of a turbine diaphragm
US5765993A (en) * 1996-09-27 1998-06-16 Chromalloy Gas Turbine Corporation Replacement vane assembly for fan exit guide
US5813832A (en) 1996-12-05 1998-09-29 General Electric Company Turbine engine vane segment
US5758416A (en) 1996-12-05 1998-06-02 General Electric Company Method for repairing a turbine engine vane segment
EP0882545A3 (de) * 1997-06-05 1999-03-10 Mtu Motoren- Und Turbinen-Union MàœNchen Gmbh Verfahren zum Reparieren von integral gegossenen Leitkränzen einer Turbine
US6173491B1 (en) 1999-08-12 2001-01-16 Chromalloy Gas Turbine Corporation Method for replacing a turbine vane airfoil
US6154959A (en) * 1999-08-16 2000-12-05 Chromalloy Gas Turbine Corporation Laser cladding a turbine engine vane platform
US6785961B1 (en) * 1999-11-12 2004-09-07 General Electric Corporation Turbine nozzle segment and method of repairing same

Also Published As

Publication number Publication date
US20030215329A1 (en) 2003-11-20
KR20010060282A (ko) 2001-07-06
EP1099508A3 (de) 2002-11-27
TR200003284A2 (tr) 2001-09-21
JP2001152873A (ja) 2001-06-05
PL343748A1 (en) 2001-05-21
MXPA00011074A (es) 2003-04-25
BR0005334B1 (pt) 2008-11-18
EP1099508A2 (de) 2001-05-16
CN1295900A (zh) 2001-05-23
EP1099508B1 (de) 2007-09-12
SG90191A1 (en) 2002-07-23
DE60036351D1 (de) 2007-10-25
BR0005334A (pt) 2001-07-03
JP4659968B2 (ja) 2011-03-30
KR100495573B1 (ko) 2005-06-16
PL194259B1 (pl) 2007-05-31
CN100371126C (zh) 2008-02-27
US6785961B1 (en) 2004-09-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE60036351T2 (de) Turbinenleitschaufelträger und Reparaturverfahren dafür
DE60126723T2 (de) Reparaturmethode für einen Turbinenleitapparat
DE60211228T2 (de) Methode zum Reparieren einenTurbinenleitapparat
DE60319492T2 (de) Reparaturmethode für einen Turbinenleitapparat und Turbinenleitapparat
DE69924591T2 (de) Reparatur von Hochdruck-Anstreifringen von Turbinen
EP1771275B1 (de) Verfahren zum reparieren eines bauteils
EP1708829B1 (de) Verfahren zur entfernung einer schicht
DE102008037462A1 (de) Luftgekühlte Gasturbinenkomponenten und Verfahren zur Herstellung und Reparatur derselben
DE102011052675A1 (de) Komponenten mit konform gekrümmten Filmlöchern und Verfahren für deren Herstellung
EP1812199B1 (de) Verfahren zur reparatur von turbomaschinenschaufeln
EP1813378A2 (de) Verfahren zur Herstellung eines Lochs
EP2547488B1 (de) Verfahren zum wiederaufarbeiten einer turbinenschaufel mit wenigstens einer plattform
WO2008003295A2 (de) Verfahren für die reparatur und/oder den austausch von einzelelementen eines bauteils einer gasturbine
EP2004361B1 (de) Verfahren zur reparatur eines leitschaufelsegments
DE102007057930A1 (de) Verfahren zur Reparatur eines Dichtsegments einer Gasturbine
EP2230041B1 (de) Verfahren zur Herstellung eines Lochs
EP1797985A1 (de) Schweissverfahren und Schweissvorrichtung
WO2009053154A1 (de) Verfahren zur entfernung einer metallischen schicht mittels fic in einem zwischenschritt
WO2009012747A2 (de) Reparaturverfahren
WO2018114766A1 (de) Verfahren zur fügung von heissgaskomponenten-segmenten durch löten und entsprechende heissgaskomponente
EP2044291B1 (de) Verfahren zur reparatur eines leitschaufelsegments für ein strahltriebwerk
WO2019192635A1 (de) Verfahren zum herstellen einer schaufel für eine strömungsmaschine
DE102020210003A1 (de) Verfahren zum Reparieren eines integral beschaufelten Rotors
EP3047935A1 (de) Verfahren zur herstellung eines lochs
EP2241391A1 (de) Verfahren zum Herstellen einer Negativform zum Gießen einer Turbinenschaufel und Form zum Herstellen eines Wachsmodells einer Turbinenschaufel

Legal Events

Date Code Title Description
8364 No opposition during term of opposition